最近,一個名為LIBRE(木質(zhì)素碳纖維復(fù)合材料)的項目在歐洲啟動,旨在利用造紙工業(yè)中產(chǎn)生的紙漿和紙張?zhí)崛∧举|(zhì)素,作為穩(wěn)定的原材料生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料。目前技術(shù)條件下生產(chǎn)的碳纖維,多以聚丙烯腈為原料,而后者主要從石油產(chǎn)品中煉化得來。木質(zhì)素作為一種天然可再生的材料恰好滿足了人類對于可持續(xù)發(fā)展的要求,其優(yōu)勢有二。其一,來源豐富。紙漿作為造紙工業(yè)的廢棄物恰好可以再利用;其二,碳含量高。
然而,LIBRE項目的目標(biāo)并不僅僅在于找到可替代的原材料,也在于找到更加經(jīng)濟環(huán)保的纖維生產(chǎn)工藝。該項目將摒棄傳統(tǒng)的加熱方式,轉(zhuǎn)而采用微波或其他高頻輻射的方式對原絲進(jìn)行加熱,進(jìn)而生產(chǎn)碳纖維,使其更具備價格競爭優(yōu)勢。
該項目的第三個目標(biāo)是利用等離子技術(shù)進(jìn)行纖維表面功能化處理,取代傳統(tǒng)的液體化學(xué)處理方法,更加節(jié)能環(huán)保。借此,亦可增強纖維與樹脂基體的粘結(jié)性,提升復(fù)合材料強度,促進(jìn)其輕量化應(yīng)用。
作為該項目的參與者,德國Denkendorf紡織化學(xué)與纖維化學(xué)研究所(ITCF)將主導(dǎo)碳纖維原絲的研發(fā)。這主要是指通過添加其他聚合物,并借助ITCF開發(fā)的特殊熔紡工藝,將木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為性能穩(wěn)定的原絲,再進(jìn)行碳化處理。ITCF為此專門劃出一間工廠以供試驗和生產(chǎn)。在碳纖維出廠后,會由其他參與公司接手,用于生產(chǎn)汽車和風(fēng)能領(lǐng)域的最終制品。
LIBRE項目受歐盟HORIZON 2020項目資助,為期四年,資助金額490萬歐元,參與企業(yè)/院所共計12家。